[发明专利]一种利用酶解法提高木薯发酵酒精产率的方法

说明书

技术领域

本发明属于酿酒技术领域，涉及一种提高木薯中淀粉出率和还原糖含量的方法，尤其是一种利用酶解法提高木薯发酵酒精产率的方法。

技术背景

木薯是非粮食农产品，且对土质的要求低，耐旱、耐瘠薄，符合“不争粮，不争（食）油，不争糖，充分利用边际性土地（指基本不适合种植粮、棉、油等作物的土地）”的国家粮食发展战略，同时用于发展燃料乙醇也很符合当前国家生物质能源发展战略，有利于保障国家粮食安全和能源安全。木薯号称“淀粉之王”，木薯干淀粉含量高达70%以上，然而在生产中，大部分裸露的淀粉很容易被人们使用，而纤维素和被纤维素、木质素和少量的蛋白质以及外层的果胶所缠绕包裹着的一部分淀粉颗粒却难以被利用。在传统工艺中，物料在蒸煮阶段添加液化酶，在发酵阶段添加酸性蛋白酶，酶制剂作用时间晚、作用时间短、不能将物料中的果胶切断将里边的淀粉释放出来，也不能利用木薯中的纤维素。对于某些物料，例如红薯、木薯等，在做酒精发酵配醪过程中，物料吸水性大，再加上受热淀粉膨胀，物料黏度增大，流动性差，物料浓度难以再增加，并且物料含有一定的果胶，果胶缠绕的一部分淀粉不能被释放出来，不但能耗高，而且设备容易损坏，原料中淀粉利用率低。

《酿酒科技》2009年第1期，30~32页公开的论文“应用纤维素酶提高木薯酒精发酵出酒率的试验研究”中，利用纤维素酶可降解纤维素类物质，转化为可发酵性糖，进而使酵母可利用性碳源增加，从而提高原料出酒率的特点，在酒精发酵试验的糖化开始前加入纤维素酶，作用30min，调整PH值为4.0~5.0，温度保持在55℃~60℃，经验证，其最优方案下，酒精度可由原来的14.30%增加到14.75%，相对提高了3.15%，同时原料出酒率也由原来的34.98%增加到36.08%，相对提高了3.14%。虽然该论文所公开的技术方案通过添加纤维素酶，在一定程度上提高了木薯的酒精度和原料出酒率，但其仅仅利用纤维素酶并不能将木薯中的被纤维素、木质素和少量的蛋白质以及外层的果胶所缠绕包裹着的淀粉全部都酶解释放出来，即木薯的利用率还是有限的，其酒精度和原料出酒率的提升仍然存在一定的空间，并不能达到最佳效果。

发明内容

本发明提供了一种利用酶解法提高木薯发酵酒精产率的方法，它解决了现有利用木薯发酵酒精时木薯中的纤维素以及被纤维素、木质素和少量的蛋白质以及外层的果胶所缠绕包裹着的淀粉不能被酵母利用和酶制剂添加不规范的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种利用酶解法提高木薯发酵酒精产率的方法，包括以下步骤：

   （1）拌浆：取干净鲜木薯粉碎，搅拌加水，然后加入果胶酶、酸性蛋白酶和液化酶水浴，先将温度控制在40℃，保持90~120min，制得木薯浆料；

   （2）液化：将所述木薯浆料升温至85~95℃，保持90~120 min；

   （3）糖化：将步骤（2）液化后的木薯浆料冷却至60℃，加入糖化酶和纤维素酶保持1h，制得糖化醪；

   （4）发酵：将所述糖化醪降温至32~35℃，加入尿素、硫酸铵和酒母，摇匀，放入32℃培养箱中，发酵60~80h，即完成酒精发酵醪。

进一步，本发明的优选方案为：液化酶的添加量为15~20U/g木薯，果胶酶的添加量为6~10U/g木薯，糖化酶的添加量为160~200U/g木薯，酸性蛋白酶的添加量为6~10U/g木薯，纤维素酶的添加量为15~25U/g木薯。

进一步，本发明方法中，所述尿素的添加量为0.1g/100g木薯，所述硫酸铵的添加量为0.1g/100g木薯。

进一步，本发明方法中，所述酒母的添加量为：100ml酒母/400ml醪液，所述酒母中酵母菌的含量为1~2亿个/ml。

进一步，所述酒母制备的工艺流程包括：试管→三角瓶→50L酒母罐→300L酒母罐→发酵罐。

本发明方法的有益之处是：首先，在木薯发酵酒精时，本发明利用果胶酶和酸性蛋白酶的联合酶解作用，使木薯中所包含的被纤维素、木质素和少量的蛋白质，以及外层的果胶所缠绕包裹着的难以被利用一部分淀粉颗粒的结构打断，让里边的淀粉释放出来，为生产所用，在一定程度上大大提高了木薯的利用率。其次，在制备醪液时加入纤维素酶，通过纤维素酶的水解作用，把木薯中的纤维素变成还原糖让酵母利用，通过实验发现经过酶解后醪液中还原糖的含量可提高将近7%左右，酒度可以提高近7%，同时，物料的黏度有所降低，提高了物料在的流动性，不易损坏设备，降低了生产粮耗和能耗，节约了成本。

附图说明